基于高层建筑热水供暖系统设计

摘 要：随着社会经济的快速发展,城市建筑物数量逐渐增多,供暖系统是建筑中十分重要的组成部分,所起的作用也是不可忽视的.所谓的高层建筑指的是层数上达到十层或十层以上的住宅建筑物或者建筑高度超过二十四米的民用建筑.高层建筑是当前一种十分常见的建筑物,相比低层建筑来说,高层建筑的热水供暖系统设计应该更加严格.因为在建筑能耗中暖通空调所占的能耗就已经超过了百分之三十五.所以,作为高层建筑的开发商应该认真对待高层建筑中的供暖系统设计,选择最为科学和合理的供暖系统.由于高层建筑具有很高的高度,所以在进行供暖系统设计的时候也应该和其他普通建筑不同.

关 键 词：高层建筑热水供暖系统设计

1.我国热水供暖系统设计的概述

我国目前仍然是世界上最大的发展中国家,为了促进我国的经济发展,对于能源的需求量逐渐增多,为了能够保证经济和能源消耗之间平衡发展,我们应该不断的研究新技术、新方法,具体来说一方面应该不断寻找可以替代的能源资源,另一方面应该对能源供应设备进行工艺和技术上的改进,实现节约能源的目的,不断提高能源的使用率,节约成本.建筑物中的供暖系统是保证人们工作生活舒适性以及健康性的重要方面,我们应该进行建筑节能、提高能源利用率,尽可能地实现资源与环境可持续发展.作为供暖系统的设计人员应该不断提高相关设计和规划水平,在设计的过程中,应该充分考虑整个城市发展的实际情况,并从发展的角度来分析当前的热水供暖系统,这样才能够提高城市中现有的供暖网络和正在建设中的供暖系统相融合,不仅能够降低整个供暖系统的成本,还能够提高热水供暖系统的效率,节省能耗.高层建筑相比其他建筑形式来说,具有很特殊的特点,设计人员在进行供暖系统设计的时候,应该综合考虑以下因素.

1.1计算设计方式

在进行高层建筑供暖系统设计的时候,必须考虑好热负荷计算,计算结果会受到建筑高度的影响,高度不同,热负荷也不同,同时还应该考虑热压和风压的影响.

1.2供暖方式

高层建筑供暖方式的选择应该和整个供暖系统以及室外的热网相匹配,还要考虑到整个高层建筑的供暖静水压,确定好水压的大小以及低层散热设备的情况,才能选择最佳的供暖方式.

1.3供暖系统失调现象

目前最常见的供暖系统问题就是失调现象,这主要是因为在进行供暖设计的时候受到建筑物高度的影响,而出现垂直失调现象.

2.高层供暖系统设计原则

垂直失调是当前高层建筑中供暖系统设计最为常见的一种问题,这会影响到住户的生活,针对这种情况,我们必须采取一些调节措施.此外,超压问题也是一种比较常见的问题,我们通常可以采取两种方式,一种是解决自身的超压,一种是解决系统的超压.如果高层建筑的供暖系统和整个小区的热网连接的话,不仅应该保证自身不出现超压的情况,还应该考虑周围其他的建筑物是否出现超压情况.因此在进行高层建筑供暖系统设计时应该考虑到这两方面的因素,通过各方面比对之后再选择最佳的供暖系统.总之,设计人员应该遵循避免垂直失调以及超压问题的原则,做好供暖系统设计工作.

3.主要的高层供暖设计方案

3.1设热交换器的分区式系统高区水与外网水间接连接,高区水通过热交换器与外网水进行热量交换.热交换器可作为高区热源,高区又设有循环水泵、膨胀水箱,使之成为一个与室外热网压力隔绝的,独立的完整系统.热交换器可作为高区热源,高区又设有循环水泵、膨胀水箱,使之成为一个与室外热网压力隔绝的、独立的完整系统.该形式高区与外网的水力工况互不影响,其优点是可以很好解决高区水静压力对低区散热器造成超压的问题,同时也可以解决上下不同楼层的垂直失调.该系统是高层供暖最常用的形式之一.

3.2设双水箱的分区式系统

当外网为低温水,采用热交换器不经济时,可采用双水箱分区式热水供暖系统,当外网压力低于该高层建筑的静水压力时,可在供水管上设加压水泵,使水进入高区上部的进水箱.高区的回水箱设非满管流动的溢流管与外网回水管相连接,利用进水箱与回水箱之间的水位差克服高区阻力,使水在高区内自然循环流动.该系统利用进、回水箱代替了热交换器,使高区压力与外网压力隔绝,简化了入口设备,降低了系统造价和运行管理费用.双水箱分层式供暖系统是利用低层供暖系统二级管网热水为高层区域进行供热,由于二级管网的供水压力低于高层供暖系统净水压力,所以为了低层供暖系统的二级管网热水为高层供暖,需要采用加压泵,该系统省去了加热、定压系统,系统造价远远低于换热器分层式供暖系统,但由于选用开式水箱,所以容易导致管道的腐蚀.

3.3无水箱直连供暖系统

这种方法是当前一种应用比较广泛的高层建筑供暖形式.这种供暖系统不需要设置水箱、不需要设置换热器同时也不需要设置减压阀.与其他供暖系统相比它只需要在保证供热额定压力不变、运行参数和方式不改变的情况下在高层建筑的入口处设置一个由计算机控制的增压泵,在增压泵的出口设置一个止回阀,使得原来的供水压力增大直至达到最顶层.使用这种方法时应使得供水总立管短,无效热损失小；还可以改善高层建筑供暖系统上热下冷的垂直失调现象.系统断流器安装在回水管路的最高点处.阻旋器串联设置在回水管路中,设置高度应为室外管网静水压线的高度,阻旋必须垂直安装.

3.4设断流器和阻旋器的分区式系统

在高区供水管上设加压水泵,以保证高区系统所需压力.在水泵出口处设有止回阀.高区采用倒流式系统型式,有利于排除系统的空气；供水总立管短,无效热损失小；还可以改善高层建筑供暖系统上热下冷的垂直失调现象.该系统断流器安装在回水管路的最高点处.阻旋器串联设置在回水管路中,设置高度应为室外管网静水压线的高度,阻旋必须垂直安装.系统运行时,高区回水流入断流器内,使水高速旋转,流速增加,压力降低,此时断流器可起减压作用.回水下落到阻旋器处,水流停止旋转,流速恢复正常,使该点压力维持室外管网的静水压力,以使阻旋器之后的回水压力能够与低区系统压力平衡.该方式适用于不能设置热交换器和双水箱的高层建筑低温水供暖用户.高、低区热媒温度相同,系统压力调控自如,运行平稳可靠,便于运行管理,且有利于管网的平衡.

4.结束语

供暖系统是建筑中十分重要的部分,当前我国的热水供暖系统在建筑中应用非常广泛,对于高层建筑来说,必须严格认真地对待供暖系统设计和选择问题,尽量避免出现垂直失调问题以及超压问题,充分地考虑好热水供暖系统和管网之间的技术参数,从可持续发展的角度来设计供暖系统,同时应该把供暖系统设计和其他相关因素相结合,对那些影响到设计质量的因素考虑好解决办法,勇于创新,在满足业主需要的同时更能够为住户怎么写作.